Brasilia on maailman suurin niobiumin tuottaja, ja sillä on noin 98 prosenttia planeetan aktiivisista varoista. Tätä kemiallista elementtiä käytetään metalliseoksissa, erityisesti erittäin lujassa teräksessä, ja lähes rajattomassa valikoimassa huipputeknisiä sovelluksia matkapuhelimista lentokoneiden moottoreihin. Brasilia vie suurimman osan tuottamastaan ​​niobiumista hyödykkeinä, kuten ferroniobina.

Toinen aine, jota Brasiliassa on myös runsaasti, mutta käyttämättä, on glyseroli, joka on saippua- ja pesuaineteollisuuden öljyn ja rasvan saippuoitumisen sivutuote sekä biodieselteollisuuden transesteröintireaktioiden sivutuote. Tässä tapauksessa tilanne on vielä pahempi, koska glyseroli heitetään usein pois jätteenä ja suurten määrien asianmukainen hävittäminen on monimutkaista.

ABC:n liittovaltion yliopistossa (UFABC) São Paulon osavaltiossa Brasiliassa tehdyssä tutkimuksessa niobiumia ja glyserolia yhdistettiin lupaavaksi teknologiseksi ratkaisuksi polttokennojen valmistukseen. Tutkimusta kuvaava artikkeli, jonka otsikko on "Niobium parantaa elektrokatalyyttistä Pd-aktiivisuutta alkalisissa glyserolipolttokennoissa", on julkaistu ChemElectroChemissa, ja se on esillä lehden kannessa.

"Periaatteessa kenno toimii kuten glyserolikäyttöinen akku pienten elektronisten laitteiden, kuten matkapuhelimien tai kannettavien tietokoneiden, lataamiseen. Sitä voidaan käyttää alueilla, jotka eivät kuulu sähköverkkoon. Myöhemmin tekniikkaa voidaan mukauttaa sähköajoneuvoihin ja jopa koteihin. Pitkällä aikavälillä potentiaalisia sovelluksia on rajattomasti", artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, kemisti Felipe de Moura Souza kertoi. Souzalla on suora tohtorintutkinto-stipendi São Paulon tutkimussäätiöltä (FAPESP).

Kennossa anodin glyserolin hapetusreaktiosta ja katodissa tapahtuvasta ilman hapen pelkistymisestä syntyvä kemiallinen energia muunnetaan sähköksi, jolloin jäännöksiksi jää vain hiilikaasu ja vesi. Täydellinen reaktio on C3H8O3 (nestemäinen glyseroli) + 7/2 O2 (happikaasu) → 3 CO2 (hiilikaasu) + 4 H2O (nestemäinen vesi). Kaavamainen esitys prosessista on esitetty alla.

"Niobium [Nb] osallistuu prosessiin kokatalyyttinä avustaen polttokennon anodina käytetyn palladiumin [Pd] toimintaa. Niobiumin lisääminen mahdollistaa palladiumin määrän puolittamisen, mikä alentaa kennon kustannuksia. Samalla se lisää merkittävästi solun tehoa. Mutta sen tärkein panos on palladiumin elektrolyyttisen myrkytyksen väheneminen, joka johtuu kennon pitkäaikaistoiminnassa voimakkaasti adsorboituneiden välituotteiden, kuten hiilimonoksidin, hapettumisesta", sanoi UFABC:n professori Mauro Coelho dos Santos. , Souzan suoran tohtorintutkinnon neuvonantaja ja tutkimuksen päätutkija.

Ympäristön näkökulmasta, jonka pitäisi olla enemmän kuin koskaan ratkaiseva kriteeri teknisissä valinnoissa, glyserolipolttokennoa pidetään hyödyllisenä ratkaisuna, koska se voi korvata fossiilisilla polttoaineilla toimivat polttomoottorit.